三年完成1GWh固态相变蓄热装机 金合能源的“蓄热观”
发布者:xylona | 来源:CHPLAZA清洁供热网 | 0评论 | 3075查看 | 2019-07-16 08:53:30    

——清洁供热蓄热技术应用和发展系列报道


CHPLAZA清洁供热网报道:2011年,储能行业专家丁玉龙教授及其团队利用前期在颗粒学技术和化学反应过程中近20年的研究积累,开发出了复合相变蓄热材料的制备和规模化生产工艺。


为实现该项技术的成果转化和市场化应用,南京金合能源材料有限公司由此创建,六年后的2017年,南京金合作为发起股东的江苏金合能源科技有限公司(简称“金合能源”)正式成立。


在此期间,其核心的固态相变蓄热技术一经推出便赢得市场青睐,仅三年时间,金合能源采用该技术就已完成超过1GWh项目,快速成长为国内相变蓄热市场的领先企业。


固态相变蓄热技术为核心 多种产品优化方案


金合能源研发中心主任金翼认为,相较于传统的显热蓄热,相变蓄热这种潜热蓄热技术具有更高的能量密度、蓄热和释热过程可控性好、原材料易得,具有较好的市场应用前景。这也是金合能源将发展高能量密度、高经济性相变蓄热材料与技术作为公司核心产品和发力点的主要原因。


金合能源核心的固态相变蓄热技术,通过复合成型,可以有效利用相变蓄热材料的相变潜热以及封装显热陶瓷材料的耐火度和稳定性,使其在高温相变状态下仍然保持原有的固态形貌,而且可以实现上千次循环且蓄热能力不发生较大衰减。也就是说,复合技术可以充分利用相变材料的优势,同时结合了显热蓄热材料原有的优势。


071602.png

固态相变蓄热材料微观结构示意图


目前,金合能源已经开发了数十种具有较好经济性的相变蓄热材料配方,并依据技术的应用范围和需求积累了几种不同的技术优化方案。


071601.png

表:金合能源主要技术优化方案


相变蓄热供暖市场竞争失序 标准规范亟待完善


相变蓄热的推广也面临着一些难题,相变材料易泄露和腐蚀的缺陷在一定程度上限制了其市场应用。一些企业往往还会忽视相变材料的过冷和相分离问题,易导致产品质量甚至安全问题。同时,由于技术标准和规范缺失造成的低端产品搅局,市场混乱失序,难以良性发展。


金翼向记者感慨道,“前期我们在标准申请的时候也遇到一些问题,没有专项对口的标委会来管理蓄热供暖的技术标准,蓄热供暖技术跨度较大,涉及电能、热能等方向,同时又关联材料,化工和控制等学科,申请过程中也在多个标委会做了相关的工作,但其对技术发展的专业性和权威性都有待商榷。”


为此,金翼呼吁,“蓄热供暖市场是近年来新启动的一个市场,增长快速,但市场需要健康发展,各方应更加重视蓄热技术,推动成立相关的专业化技术委员会和标准委员会,建立从蓄热材料,蓄热装置,蓄热系统等一系列的标准和规范。为推动蓄热技术的良性发展提供顶层规划。”


峰谷价差将进一步拉大 蓄热将更具成本竞争力


电价政策是影响蓄热项目经济性的关键因素,蓄热项目是否具有可行性,低谷电价几乎起了决定性的作用。


7月3日,国家能源局综合司最新发布的征求《关于解决“煤改气”“煤改电”等清洁供暖推进过程中有关问题的通知》再次提到,要认真落实《关于北方地区清洁供暖价格政策的意见》要求,在峰谷分时电价、阶梯电价、电力市场化交易等方面进一步加大工作力度。这对蓄热发展无疑也是利好信号。


以张家口为例,其创新的“四方协作”机制,通过可再生能源电力市场化交易,电供暖用户可享受到0.15元/千瓦时的优惠电价,可以实现蓄热系统的经济运行,不少蓄热企业已抢先布局这些电价优势地区。


金合能源在张家口已有数十兆瓦的蓄热供暖项目,供暖区域面积超过80万平米。金翼表示,张家口提出的四方交易机制是非常不错的一种清洁能源消纳方案,蓄热式电锅炉这类可控大容量负荷与四方机制相配合是非常有效的。这种机制是获得多方认可的,可以考虑在清洁能源较为富裕的地区推广。


但峰谷电价尚缺乏全国性政策,在部分地区的运行成本仍难以达到预期,因此电蓄热在市场化推广中也面临一些质疑。对此,金翼认为,运行成可以通过与燃煤和燃气供暖具体对比来看。


第一,用户侧的散烧煤锅炉运行成本较低,但其会造成严重的环境问题,与清洁供暖背道而驰,从社会角度来看,由此带来的环境修复成本以及因为环境污染而带来的健康医疗成本不可忽略。但我国是一个多煤少气少油的国家,以煤为主的能源结构很难在短期内改变,重点是应避免用户侧大量使用散烧煤。


第二,2017年和2018年的燃气供应紧张也让很多人意识到,燃气并非一个可靠的能源资源。通过核算,与多个省市的燃气供暖项目相比,谷电供暖也是具有竞争力的。


就电蓄热运行价格的未来走势,金翼判断,随着社会经济的发展,第三产业的比重增加,电网的峰谷差将进一步拉大,通过蓄热蓄冷可以为电网提供一种“增量调峰”的技术手段,对于电网的安全运行是有利的,更大的峰谷电价差也将成为必然。


此外,根据2015年的电改9号文件,电力市场将逐步放开,用户与发电企业间的直接交易机制也在逐步完善,这都将带来电价差的进一步拉大,谷电价格的进一步降低,这将为蓄热技术的应用提供更好的电价支撑。


西北地区为蓄热技术应用提供潜力市场


当前,蓄热技术在弃风弃光较多的西北地区,可以获得更低的电价,由此带来了更广阔的应用空间。但我国西北地形特殊,气候条件较为恶劣,这也为蓄热技术在当地的应用带来了一些挑战。


2018年10月24日,由金合能源承建的青海省果洛州班玛县高海拔地区复合相变蓄热清洁供暖项目调试并投入运行。该项目共投资1070万元,建设3台3300kW相变蓄热电锅炉,总供暖面积达12万平方米。


项目地果洛州班玛县的海拔在3500米以上,自然条件恶劣,在蓄热电供暖技术领域,此前尚未有同类案例,该项目的成功建设实现了从0到1的突破。


金翼表示,在技术设计方面,高原地区空气较为稀薄,对电气及炉体绝缘提出了更高的要求、低气压下的水沸点过低也会对气水换热器的换热结构设计和安全防护提出更高要求,蓄热材料与换热空气以及换热空气与换热器之间的换热设计也非常关键,公司团队从高海拔对电气及炉体绝缘的要求、蓄热材料的基本性能到换热过程都做了深入分析,优化装置结构设计,确定了适应高原绝缘的电气技术参数及设备设计。


在系统运行价格方面,金翼坦言,“应该说青海并没有提供较好的低谷电价政策,但青海有着量大质优的太阳能资源,亟需推广大容量的可控负荷以配合清洁能源消纳的需求,未来也将有望享受到更低的电价支持。”


通过一个供暖季的运行检验,该项目蓄热电锅炉的运行效果得到了各方肯定,这也帮助金合能源斩获了更多的项目订单,截至目前,金合能源在今年已经获得了三江源地区超过60余万平米的供暖工程项目合同。


金翼从两方面具体阐述了果洛三江源项目的运行效果,第一,供暖保障度高,金合能源去年在斑玛和达日两个县作了相关的试点,供暖效果非常不错,保障了居民正常的供暖需求。三江源地区的自然条件比较恶劣,停电事故时有发生,检修难度也很高,大容量蓄热装置的应用,实现了停电不停暖。


第二,运维经济性好,通过一个供暖季的运行来看,在三江源地区其实际运行效果优于燃煤,分析来看,包括两个因素:1、三江源地区因为交通等问题,燃煤的输运成本过高;2、电供暖具有较好的可控性,金合能源通过在锅炉上集成了天气预测模块,可以较好地对锅炉的能耗进行控制,减少能源浪费,降低综合能耗成本。


据金翼介绍,今年6月初,国网提到的“青海绿电15日”中明确提出了去年年底三江源地区的蓄热工程项目对青海绿电的贡献,国网青海省电力公司组织果洛藏族自治州6家用电容量为3.43万千瓦蓄热式电锅炉用户参与交易,其间累计增加光伏消纳158.3万千瓦时。蓄热技术为西北地区的新能源消纳正在发挥越来越大的作用。


作为蓄热技术领先企业,金合能源已确认出席并深度参与8月29—30日在北京举办的2019首届中国清洁供热蓄热技术应用和发展论坛,欲进一步了解金合能源的产品和服务并与其进行面对面交流,欢迎报名参加2019首届中国清洁供热蓄热技术应用和发展论坛。了解大会详情,请点击进入CHTES2019论坛主页。

最新评论
0人参与
马上参与